高效液相色谱法测定车厘子中果糖、葡萄糖及蔗糖含量
毛善巧;杨锋;黄永春
【摘要】采用高效液相色谱法(HPLC)测定车厘子中果糖、葡萄糖及蔗糖的含量.测
定方法:ShodexSUGAR系列KS-801(钠型)色谱柱(8mm×300mm,6μm)、流动
相为超纯水,流速0.8mL/min,柱温80℃,示差折光检测器(RID)温度30℃,进样量20
μL,外标法定量.该法对果糖、葡萄糖和蔗糖测定的平均回收率分别为99.96%、
100.30%、99.26%,相对标准偏差(RSD)分别为1.54%、0.49%、0.48%,检出限
分别为3.50μg/mL、4.88μg/mL、7.50μg/mL,果糖、葡萄糖和蔗糖的标准曲线
相关系数均在0.999以上(n=5).该法可快速准确的对果糖、葡萄糖和蔗糖定性、定
量分析.结果表明,车厘子果肉中果糖、葡萄糖、蔗糖的含量分别为5.69%、5.83%、
0.24%.
【期刊名称】《中国酿造》
【年(卷),期】2016(035)009
【总页数】4页(P168-171)
【关键词】车厘子;高效液相色谱法;测定;蔗糖;葡萄糖;果糖
【作者】毛善巧;杨锋;黄永春
【作者单位】广西科技大学生物与化学工程学院,广西柳州545006;广西糖资源绿
色加工重点实验室,广西柳州545006;广西高校糖资源加工重点实验室,广西柳州
545006;广西科技大学生物与化学工程学院,广西柳州545006;广西糖资源绿色加
工重点实验室,广西柳州545006;广西高校糖资源加工重点实验室,广西柳州
545006;广西科技大学生物与化学工程学院,广西柳州545006;广西糖资源绿色加
工重点实验室,广西柳州545006;广西高校糖资源加工重点实验室,广西柳州
545006
【正文语种】中文
【中图分类】O657.7
车厘子[1]是近年来从美国进口的一种水果,其价格昂贵,被誉为“水果中的钻
石”。车厘子果肉细腻爽口,汁水浓郁,甜嫩鲜美[2],营养价值高,医疗保健
价值更高[3],车厘子含铁量高,能够促进血红蛋白再生,对贫血患者有一定的
补益作用,且性温、味甜,有调中益脾、调气活血、平肝祛热之功效。车厘子除了
鲜食,还可以腌制或用于发酵饮料[4]和药酒制备[5]。车厘子中富含糖分,
但其糖分种类及含量尚少见报道。水果中常见含量较高的糖分有蔗糖、葡萄糖和果
糖。蔗糖是人们日常生活重要的营养物质之一,但过多摄入蔗糖有可能导致肥胖、
龋齿、糖尿病等;葡萄糖是生命活动中不可缺少的物质,在人体内能直接参与新陈
代谢过程;果糖的口感和甜度优于其他糖且升糖指数低[6],被称为“健康糖”。
目前,测定糖类物质的方法主要有化学法[7-8]、近红外光谱法[9-10]、气相
色谱法[11]、高效液相色谱(highperformanceliquidchromatography,
HPLC)法[12-18]等。以上方法中,化学法主要用于测定总糖,且误差较大;
近红外光谱法的精确度难以达到HPLC法;气相色谱法测定糖类物质需要衍生,
步骤比较繁琐。HPLC法测定糖类物质具有快速、准确等诸多优势,已被广泛应用
于[15-19]食品、饮料、水果中糖类物质的分析检测,是目前监测糖类物质的常
用手段。
该实验采用糖类化合物分析专用柱,建立了一种能同时测定果糖、葡萄糖、蔗糖含
量的HPLC法。以该法准确测定车厘子中果糖、葡萄糖及蔗糖的含量,为车厘子
深加工奠定基础,同时也为取材车厘子的研究提供可靠依据,对车厘子产业的发展
及应用都十分有意义。
1.1材料与试剂
蔗糖、葡萄糖、果糖标准品(纯度均≥99.5%):北京世纪奥科生物技术有限公司;
新鲜车厘子:本地超市所购买;实验室用水为超纯水和去离子水。
1.2仪器与设备
Waters1515pump系列高效液相色谱仪(具有针孔进样器):美国Waters公司;
Universal32R高速台式冷冻离心机:德国Hitachi公司。
1.3方法
1.3.1高效液相色谱分析条件
ShodexSUGAR系列KS-801(钠型)色谱柱(8mm×300mm,6μm);流
动相为超纯水;柱温80℃;检测池温度30℃;检测器灵敏度为4mV;流速0.8
mL/min,进样量20μL。
1.3.2标准溶液的配制
精确称取果糖和葡萄糖标准品各0.5000g、蔗糖标准品0.1000g,分别用超纯
水定容于50mL容量瓶中。用移液管分别准确吸取果糖和葡萄糖标准液1mL、2
mL、4mL、6mL、8mL,全部定容至10mL;分别吸取蔗糖标准液1mL、2mL、
3mL、4mL、5mL,全部定容至50mL。配制得到果糖和葡萄糖质量浓度为
1.00g/L、2.00g/L、4.00g/L、6.00g/L、8.00g/L,蔗糖质量浓度为0.04g/L、
0.08g/L、0.12g/L、0.16g/L、0.20g/L的标准系列。上机前均过0.45μm滤膜。
1.3.3样品溶液制备
按照文献[2]中的方法挑选新鲜优质的车厘子,去核捣碎。按照文献[14]的方
法提取糖类物质,方法修改后简述如下:称取2.50g捣碎后的样品,用10mL体
积分数为80%的乙醇溶液研磨,10000r/min离心10min,残渣加入5mL提
取液再提取,合并上清液,90℃水浴蒸干,定容至50mL,摇匀,静置备用。上
机前经0.45μm滤膜过滤。
1.3.4糖含量计算方法
式中:W为糖含量,%;C0为糖分质量浓度,g/L;V为样品溶液体积,mL;
m为样品质量,g。
2.1色谱条件的选择
2.1.1色谱柱及流动相的选择
采用高效液相色谱法测定蔗糖、葡萄糖及果糖的文献中大多采用氨基键合柱
[17],其流动相为一定比例的乙腈和水。乙腈是一种易挥发的有毒致癌物质,
容易对研究人员的身体造成伤害,处理不当还会污染环境;氨基柱固定相上的氨基
易与还原糖(葡萄糖、果糖)发生反应,不仅影响柱子寿命[19],还可能对还
原糖的定量分析产生影响。该实验采用ShodexSUGAR系列KS-801(钠型)色
谱柱,以超纯水为流动相,消除以上隐患。
2.1.2色谱柱柱温的选择
ShodexSUGAR系列KS-801(钠型)色谱柱为高温柱,分析时至少要选择60℃
以上的柱温,但不能超过85℃,因为温度过低时水的黏度会比较高,带来很高的
反压容易损坏色谱柱,而温度过高,会破坏色谱柱的填料。将柱温为60℃、70℃、
80℃时色谱柱对蔗糖、葡萄糖、果糖标准品混合液(蔗糖∶葡萄糖∶果糖
=10∶0.7∶0.3)的分离效果进行了对比,结果见图1。由图1可知,柱温为80℃
时各峰峰形最好,故选择柱温为80℃。
2.1.3流动相流速的选择
色谱柱工作时能承受最大的反压是5MPa(≈725psi),在使用中发现流速越大,
反压越大,当流速达到0.9mL/min,反压达到682psi。故选择流速分别为
0.5mL/min、0.6mL/min、0.7mL/min、0.8mL/min考察流速对分离效果的影
响,结果见图2。由图2可知,流速对蔗糖、葡萄糖、果糖混合液(蔗糖∶葡萄糖∶
果糖=2∶1∶1)的分离效果影响不大,但流速越大,分离速度越快,流速为
0.5mL/min时,采集时间需要17min,流速为0.6mL/min时,需要14min,流
速为0.7mL/min时,需要12min,流速为0.8mL/min时,需要11min,为了
提高工作效率,选择流速为0.8mL/min。
2.1.4检测器及其参数的选择
蔗糖、葡萄糖、果糖在结构上没有紫外吸收基团,因此不能选择紫外分光光度检测
器检测,示差折光检测器是根据样品流路与参比流路之间折射率的变化以测定样品
浓度的通用检测器,适用于糖类检测,但对温度变化敏感[20],要求高于室温
5~10℃。实验采用示差检测器检测,检测池温度设为30℃。检测器灵敏度的选
择范围为1~1024mV,灵敏度越大,信号响应值越高,但噪音也越大,综合考
虑,灵敏度设置为4mV。
2.2样品定性分析
分别将蔗糖、葡萄糖、果糖的某一质量浓度标准液重复进样5次,记录保留时间
和峰面积,然后进混合标准液,考察最终色谱条件的分离效果。再将样品溶液进样
5次,记录保留时间和峰面积,根据保留时间对样品各峰定性,各标准液和样品对
应峰的保留时间见表1,混合标准液和样品色谱图见图3。
由表1及图3可知,蔗糖、葡萄糖及果糖标准品的出峰时间分别为7.558min、
9.195min、9.823min,样品中峰1、2及3中的出峰时间分别为7.554min、
9.177min、9.799min,由此确定样品中峰1为蔗糖峰,峰2为葡萄糖峰,峰3
为果糖峰。在图2b中,峰1的保留时间之前有一未知峰,按照色谱柱分离原理
[21],确定该未知峰的分子质量远大于蔗糖分子质量,该未知物可能是车厘子
中的水溶性好的多糖或者其他杂质,在此不做讨论。
2.3标准曲线的建立
将各级标准溶液使用0.45μm微孔滤膜过滤上机进样,进样20μL,以标样峰面
积(y)为纵坐标、标样质量浓度(x)为横坐标,使用工作站Breezeversion
3.30绘制标准曲线,拟合线性回归方程,按信噪比S/N=3计算出各组分检测限,
结果见表2。由表2可知,该方法蔗糖、葡萄糖、果糖的检出限分别为:蔗糖
7.50μg/mL,葡萄糖4.88μg/mL,果糖3.50μg/mL。果糖、葡萄糖及蔗糖的标
准曲线相关系数R2均大于0.999,说明在所取范围内线性良好。
2.4精密度试验
按样品测定方法,吸取蔗糖质量浓度为0.16g/L、葡萄糖质量浓度为6.00g/L、
果糖质量浓度为4.00g/L的标准溶液进行精密度实验,分别连续进样5次,测定
其峰面积,计算峰面积相对标准偏差(relativestandarddeviation,RSD)考察
该方法的精密度,结果见表3。
由表3可知,3种糖的RSD值分别为蔗糖0.48%、葡萄糖0.49%、果糖1.54%,
均<5%,表明该方法精密度高。
2.5回收率试验
采用加标样回收法,取4份5mL样品溶液,一份加入5mL去离子水,另外3份
分别加入5mL蔗糖、葡萄糖、果糖标准液,标准液质量浓度分别为蔗糖0.04g/L,
葡萄糖2.00g/L,果糖2.00g/L。平行测定5次,计算平均值,结果见表4。结
果表明,蔗糖、葡萄糖、果糖的平均回收率分别为99.26%、100.03%、99.96%,
说明该方法具有较高的准确度。
2.6重复性试验
分别配制5份样品溶液,分别测得峰面积,然后根据回归曲线峰面积与浓度的关
系式计算样品中蔗糖、葡萄糖、果糖质量浓度,以5次测定值考察该方法的重复
性,结果见表5。由表5可知,重复性试验结果RSD为0.59%~1.02%,表明该
法重现性良好。
2.7样品中蔗糖、葡萄糖、果糖含量的测定
按照1.3.1中色谱条件,将样品溶液过滤后进样,测定果糖、葡萄糖、蔗糖的色谱
峰峰面积,代入标准曲线分别计算样品中各糖分的质量浓度,以1.3.4中计算公式
计算样品中各糖分的质量分数。结果见表6。
通过对色谱条件的筛选建立了用ShodexSUGAR系列KS-801(钠型)色谱柱测
定蔗糖、葡萄糖及果糖的HPLC方法。标准曲线相关系数R2均大于0.999,对精
密度、回收率及重复性试验的考察证明该方法准确可靠。此法对蔗糖、葡萄糖、果
糖标准混合液分离效果良好,可快速准确的对样品中蔗糖、葡萄糖及果糖定性、定
量分析。该实验对车厘子中的蔗糖、葡萄糖及果糖进行测定,结果表明:车厘子中
蔗糖、葡萄糖和果糖的总含量达11.76%,其中果糖和葡萄糖含量较高,分别为
5.69%和5.83%,蔗糖含量较少,只有0.24%。
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